Drogi, Mosty, Koleje

Rozwój infrastruktury kolejowej i zwiększenie prędkości pociągów są wynikiem doskonalenia konstrukcji nowoczesnych pojazdów kolejowych oraz optymalizacji konstrukcji infrastruktury kolejowej. W opracowaniu omówiono badania ukierunkowane na zwiększenie bezpieczeństwa ruchu pociągów, a także ograniczenie kosztów utrzymania nawierzchni kolejowej. Głównym przedmiotem zainteresowania autora są zagadnienia dotyczące modelowania nawierzchni kolejowej, jej diagnostyki i utrzymania, w tym metod utrzymania i oceny zużycia, a także uszkodzeń nawierzchni i jej elementów. Drugim omówionym tematem są badania taboru kolejowego i jego elementów, w tym zagadnienia związane z tribologią pary ciernej hamulca pojazdów kolejowych.

Poradnik wyjaśniający zasady weryfikacji obliczeń zawartych w nowym katalogu typowych konstrukcji nawierzchni podatnych i półsztywnych z 2013 roku dostosowanym do współczesnych technologii i materiałów, zwiększonego obciążenia dróg przez...

Spis treści

1. Wstęp / 7

2. Modele podłoża odkształcalnego / 9

3. Modele obciążeń ruchomych / 21

4. Wpływ sił poziomych na drgania nawierzchni kolejowej / 27
4.1. Belka nieskończenie długa obciążona siłą poziomą poruszającą się ze stałą prędkością / 28
4.2. Drgania podłużne belki mostowej pod wpływem ruchomej siły poziomej / 33
4.2.1. Zagadnienie własne belki sprężystej / 33
4.2.2. Podłużne drgania swobodne belki sprężystej / 34
4.2.3. Drgania belki sprężystej wymuszone ruchomą siłą poziomą / 36
4.2.4. Drgania belki obciążonej ruchomą siłą poziomą z uwzględnieniem tłumienia wiskotycznego / 37
4.2.5. Drgania belki pod wpływem poziomego, ruchomego obciążenia inercyjnego / 38
4.2.6. Drgania belki obciążonej ruchomą inercyjną siłą poziomą z uwzględnieniem tłumienia wiskotycznego / 40

5. Wpływ bezwładności taboru, nawierzchni kolejowej i podłoża na ich stateczność i prędkości krytyczne pociągów poruszających się z dużymi prędkościami / 42
5.1. Duże siły osiowe w belkach modelujących nawierzchnię kolejową / 42
5.1.1. Stateczność toru kolejowego według Timoshenki / 42
5.1.2. Model Newlanda uwzględniający masę nieskończenie długiego pociągu / 44
5.1.3. Model toru kolejowego na podłożu inercyjnym pod obciążeniem masowym / 45

6. Wpływ dużych sił osiowych na drgania niejednorodnej belki na trójparametrowym podłożu inercyjnym / 51
6.1. Drgania belki z dużą siłą osiową wymuszone ruchomym obciążeniem skupionym / 51
6.2. Drgania belki z dużą siłą osiową wymuszone półnieskończonym obciążeniem ciągłym / 54
6.3. Drgania belki z dużą siłą osiową wymuszone obciążeniem ciągłym o skończonej długości / 57

7. Wpływ zmienności masy i parametrów mechanicznych nawierzchni kolejowej na jej drgania poddziałaniem obciążenia ruchomego / 61
7.1. Zastosowanie podejścia falowego do analizy drgań toru kolejowego modelowanego nieskończenie długą belką na podłożu sprężystym / 61
7.2. Nawierzchnia o skokowo zmiennej masie i podparciu modelowana belką nieskończenie długą na podłożu sprężystym obciążona ruchomą siłą / 74
7.3. Wpływ dużych sił osiowych na drgania belki na dwuparametrowym podłożu Pasternaka o stałych współczynnikach / 80
7.4. Wpływ dużych sił osiowych na drgania belki na dwuparametrowym podłożu Pasternaka o zmiennych współczynnikach / 83

8. Nawierzchnia kolejowa na belce mostowej modelowana niejednorodną belką Timoshenki obciążoną ruchomą siłą / 85
8.1. Zagadnienie własne belki Timoshenki / 86
8.2. Drgania belki Timoshenki na podłożu Własowa wymuszone ruchomą siłą / 89
8.3. Drgania tłumione belki Timoshenki / 93
8.4. Analiza ugięć belki Timoshenki / 95
8.5. Prędkości krytyczne / 97
8.6. Drgania tłumione w belce Timoshenki / 98
9. Nawierzchnia kolejowa bezpodsypkowa / 101
9.1. Nawierzchnia modelowana niejednorodną płytą Kirchhoffa na podłożu inercyjnym Własowa obciążoną ruchomą siłą skupioną / 102
9.2. Zastosowanie metody elementów skończonych do analizy drgań płyty na podłożu / 109

10. Wpływ ostrych nierówności nawierzchni sztywnej na zmianę prędkości sztywnego koła / 115
10.1. Uderzenie sztywnego krążka w sztywny próg / 115
10.2. Przejazd sztywnego krążka przez podwójną nierówność / 116

11. Współczynniki dynamiczne w przypadku obciążeń ruchomych / 119
11.1. Drgania tłumione belki na podłożu Kelvina-Voigta wymuszone ruchomą siłą / 121
11.2. Współczynniki dynamiczne w belce Bernoulliego-Eulera na podłożu Kelvina-Voigta obciążonej ruchomą siłą / 125
11.3. Współczynniki dynamiczne w przypadku belki Timoshenki na inercyjnej warstwie Własowa obciążonej ruchomą siłą / 128

12. Podsumowanie / 132
Bibliografia / 134